酸铝胁迫对木兰科植物根分泌物的生理学影响毕业论文

 2021-04-20 11:04

摘 要

用土培法。对每株供试植物设置60ml酸铝处理液(100 mg/L Al3 ,pH 5)进行处理4d,从而研究酸铝胁迫对2种木兰科植物深山含笑和云南拟单性木兰叶片的生理学影响。结果表明:2种木兰科植物叶片丙二醛(MDA)含量显著升高,过氧化物酶(POD)活性显著上升,相对电导率显著下降,尤以深山含笑变化最为明显。而2种木兰科植物叶片的叶绿素含量变化差异不显著,叶绿素荧光指标不尽相同,存在差异。实验证明:受酸铝胁迫的深山含笑和云南拟单性抗氧化性方面相应生理学变化高于光合作用方面;云南拟单性木兰对酸铝胁迫的适应性高于深山含笑。

关键词:木兰科植物;酸铝胁迫;抗氧化性;叶绿素荧光

Abstract

We use Potting Soil Cultivation Method. Each selected aluminum processing plant should be set up 60 ml acid liquid (100 mg/L Al3 , pH5) for 4 days to study the acid aluminum stress on physiological effect of Michelia maudiaeDunn and Parakmeria yunnanensis.The result point out that malondialdehyde (MDA) content and peroxidase (POD) activity of the blades are marked increasing,but the relative electrical conductivity of the blade have a significant reduction,especially Michelia maudiaeDunn. And the result also point out that the chlorophyll content have no significant difference,but the chlorophyll fluorescence indicators are different. Experiments show that Michelia maudiaeDunn and Parakmeria yunnanensis oxidation resistance’s physiology changes which are on the acid aluminum stress are higher than the photosynthesis’ physiology changes accordingly; Parakmeria yunnanensis’s adaptability to acid aluminum stress is higher than Michelia maudiaeDunn..

Keywords: Magnoliaceae plants; Acid stress of aluminum; The oxidation resistance; Chlorophyll fluorescence

目录

摘 要 1

Abstract 1

第1章 前言 4

1.1酸铝胁迫 4

1.2 深山含笑和云南拟单性木兰 4

1.2.1深山含笑 4

1.2.2云南拟单性木兰 5

1.3本论文的研究意义、目的 6

1.4本论文的研究解决的主要问题 7

第2章 材料与方法 8

2.1 实验材料 8

2.2 实验设计 8

2.2.1叶绿素含量的测定 8

2.2.2 丙二醛(MDA)含量的测定 9

2.2.3 过氧化物酶(POD)活性的测定 9

2.2.4相对导电率的测定 10

2.2.5叶绿素荧光的测定 10

2.3 统计方法 10

第3章 结果与分析 11

3.1酸铝胁迫对木兰科植物叶绿素分泌影响 11

3.1.1酸铝胁迫对木兰科植物叶绿素含量影响 11

3.1.2酸铝胁迫对木兰科植物叶绿素a含量与叶绿素b含量比值的影响 12

3.2酸铝胁迫对木兰科植物丙二醛(MDA)含量影响 13

3.3酸铝胁迫对木兰科植物过氧化物酶(POD)活性影响 14

3.4酸铝胁迫对木兰科植物相对导电率影响 15

3.5酸铝胁迫对木兰科植物叶绿素荧光影响 16

3.5.1酸铝胁迫对木兰科植物 Fo值影响 17

3.5.2酸铝胁迫对木兰科植物 Fm 值影响 18

3.5.3酸铝胁迫对木兰科植物Fv/Fm值影响 19

3.5.4酸铝胁迫对木兰科植物F' 值影响 20

3.5.5酸铝胁迫对木兰科植物 Fm' 值影响 21

3.5.6酸铝胁迫对木兰科植物 Fm/Fm'-1值影响 22

3.5.7酸铝胁迫对木兰科植物Fv'/Fm'值影响 23

3.5.8酸铝胁迫对木兰科植物Fq'/Fv'值影响 24

3.5.9酸铝胁迫对木兰科植物Fq'/Fm'值影响 25

第四章 结论与讨论 26

致谢 30

参考文献 31

附录 32

第1章 前言

1.1酸铝胁迫

铝在地壳中通常以难溶性硅酸盐或氧化铝的形式存在,对植物无毒害,但当土壤pH值小于5时,土壤中的铝大量活化,可溶性铝急剧增加,成为酸性土壤中引起农作物减产和森林退化的主要原因之一[1]。随着环境酸化问题的日益严重,尤其是大气污染引起的酸沉降和生理酸性肥料的大量施用,土壤酸化进程加快,造成土壤中可溶性铝的含量显著增加[2]。铝毒是公认的制约酸性土壤上作物生长的主要障碍因子之一,其造成的农作物减产和森林退化已引起了世界各国科学家的广泛关注[2]。特别是我国南方大面积的红壤分布区,高温多雨,土壤风化强烈,强烈的淋溶作用使土壤成酸性,富铝化作用明显。是植物受到酸铝胁迫的严重地区[3]

1.2 深山含笑和云南拟单性木兰

1.2.1深山含笑

深山含笑(Michelia maudiaeDunn)属于木兰科(Magnoliaceae) 植物的含笑属(Michelia)。乔木,高达20米,各部均无毛;树皮薄、浅灰色或灰褐色;芽、嫩枝、叶下面、苞片均被白粉[4]。叶革质,长圆状椭圆形,很少卵状椭圆形,长7-18厘米,宽3.5-8.5厘米,先端骤狭短渐尖或短渐尖而尖头钝,基部楔形,阔楔形或近圆钝,上面深绿色,有光泽,下面灰绿色,被白粉,侧脉每边7-12条,直或稍曲,至近叶缘开叉网结、网眼致密。叶柄长1-3厘米,无托叶痕。花梗绿色具3环状苞片脱落痕,佛焰苞状苞片淡褐色,薄革质,长约3厘米;花芳香,花被片9片,纯白色,基部稍呈淡红色,外轮的倒卵形,长5-7厘米,宽3.5-4厘米,顶端具短急尖,基部具长约1厘米的爪,内两轮则渐狭小;近匙形,顶端尖;雄蕊长1.5-2.2厘米,药隔伸出长1-2毫米的尖头,花丝宽扁,淡紫色,长约4毫米;雌蕊群长1.5-1.8厘米;雌蕊群柄长5-8毫米[4]。心皮绿色,狭卵圆形、连花柱长5-6毫米[4]。聚合果长7-15厘米,蓇葖长圆体形、倒卵圆形、卵圆形、顶端圆钝或具短突尖头。种子红色,斜卵圆形,长约1厘米,宽约5毫米,稍扁[4]。花期2-3月,果期9-10月[4]。产于浙江南部、福建、湖南、广东(北部、中部及南部沿海岛屿)、广西、贵州。生于海拔600-1 500米的密林中。模式标本采自香港[4]

1.2.2云南拟单性木兰

云南拟单性木兰(Parakmeria yunnanensis)属于木兰科(Magnoliaceae)植物的拟单性木兰属(Parakmeria)。常绿乔木,高达30米,胸径50厘米,树皮灰白色,光滑不裂。叶薄革质,卵状长圆形或卵状椭圆形、长6.5-15 (20)厘米,宽2-5厘米,先端短渐尖或渐尖,基部阔楔形或近圆形,上面绿色,下面浅绿色,嫩叶紫红色,两面网脉明显,叶柄长1-2.5厘米[5]。花雄花两性花异株,芳香;雄花:花被片12,4轮,外轮红色,倒卵形,长约4厘米,宽约2厘米,内3轮白色,肉质,狭倒卵状匙形,长3-3.5厘米,基部渐狭成爪状;雄蕊约30枚,长约2.5厘米,花药长约1.5厘米,药隔伸出1毫米的短尖[5]。花丝长约10毫米,红色,花托顶端圆;两性花:花被片与雄花同而雄蕊极少,雌蕊群卵圆形,绿色,聚合果长圆状卵圆形,长约6厘米,蓇葖菱形,熟时背缝开裂;种子扁,长6-7毫米,宽约1厘米,外种皮红色。花期5月,果期9-10月[5]。产于云南(屏边、金平、西畴、麻栗坡)、广西。生于海拔1 200-1 500米的山谷密林中。模式标本采自麻栗坡[5]

1.3本论文的研究意义、目的

近年来,国内外有关酸铝胁迫对植物的影响的研究逐渐增加。有研究发现酸铝胁迫对荞麦的生理特性影响明显,随着铝处理浓度加大和溶液pH的降低,荞麦叶细胞内Pro、MDA的含量以及POD的活性升高[6]。有研究表明酸铝胁迫逆境下,各桉树无性系由于受到酸铝毒害的影响,体内各种生理特性都会发生改变,但其变化量及变化幅度因品系而异[7]。还有研究表明,酸与酸铝存在不同的胁迫方式,而甜玉米对这2种胁迫可能存在不同的忍耐机理[8]。但木兰科植物尚未发现。本研究选择云南拟单性木兰和含笑两类木兰科植物进行实验,以观察深山含笑和云南拟单性木兰在酸铝胁迫的环境下,叶片上各个生理学指标的变化,从而确证木兰科植物是否适合在酸性红壤地正常生长。

本实验的主要目的是探索酸铝胁迫对深山含笑和云南拟单性木兰叶片的生理学影响,本试验以两种不同木兰科植物深山含笑和云南拟单性木兰为研究材料,在100mg/L Al3 pH5的处理条件下,研究酸铝胁迫对木兰科植物的影响机理,测定木兰科植物叶绿素含量、MDA含量、POD含量、相对导电率、叶绿素荧光等各生理指标,探讨酸铝胁迫对深山含笑和云南拟单性木兰叶片的生理学影响,从而为酸铝胁迫对深山含笑和云南拟单性木兰叶片的生理学影响提供必要的理论基础。

1.4本论文的研究解决的主要问题

在酸性土壤中铝的存在一直是一个严重的农业问题,不同植物物种在其抵御铝胁迫能力有差异。铝是地球上的一种含量仅次于氧和硅的活泼金属元素, 占地壳总重量的7.45% 。通常绝大多数铝以难溶性硅酸盐或氧化铝的形式存在,对植物没有毒害,但在酸性条件下,铝主要以植物毒性形态Al3 存在[9]。Al3 对养分的吸收和代谢有影响;抑制有丝分裂与DNA 的合成、破坏激素平衡;影响酶的活性,破坏膜的结构和功能;使植物根系、茎部和叶片生长停止,功能坏死[10]。作物的产量问题一直是一个世界性的难题,由于酸性土壤中的铝毒影响作物的产量更是让这一世界性难题雪上加霜。我国长江中下游地区是一个重要的作物产地,然而这里的土壤大多是以偏酸性的红壤为主的,由于在酸性土壤中铝会以植物毒性形态Al3 存在,因此作物产量会深受铝毒的限制。 本研究可以为木兰科植物成功进行北移引种提供科学依据。

第2章 材料与方法

2.1 实验材料

供试材料:深山含笑(Michelia maudiaeDunn)、云南拟单性木兰(Parakmeria yunnanensis)的种子均于2011年9月由云南邮寄而来,种子采用砂培法保存过冬,于次年春天置于温室中采用土培法培养。在深山含笑和云南拟单性木兰的营养生长阶段(植株高约15cm)对它们进行酸铝胁迫处理。

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